Regulation of Side‐Chain Symmetry for Delaying Triplet Formation and Suppressing Non‐Radiative Loss in Organic Solar Cells

材料科学 辐射传输 侧链 对称(几何) 有机太阳能电池 化学物理 物理 复合材料 光学 聚合物 几何学 数学
作者
Huanhuan Gao,Qian Li,Baobing Fan,Zhaozhao Bi,Wenlin Jiang,Sen Zhang,Qunping Fan,Tianqi Chen,Francis Lin,Bin Kan,Dangyuan Lei,Wei Ma,Alex K.‐Y. Jen
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/aenm.202403121
摘要

Abstract The structural revolutions of non‐fullerene acceptors (NFAs) have driven continuous efficiency breakthroughs in organic solar cells (OSCs). Rational regulation of NFA structures toward efficient exciton dissociation and mitigated non‐radiative recombination is pivotal for OSCs. The incorporation of asymmetric side chains on NFAs can often achieve these goals by inducing a desirable aggregate state. However, it lacks the studies to directly correlate the side‐chain symmetry of NFAs with the exciton delocalization and triplet dynamics in OSCs. Herein, The influence of structural symmetry on the aggregate properties is systematically investigated and exciton/charge dynamics based on two developed biaxial‐conjugated NFAs with varied side‐chain symmetry. The symmetric NFA having diverse molecular packing orientations can form multiple charge transfer channels in its blend with polymer donor, which cannot be found in that comprising the asymmetric ones. Moreover, a slower rate and lower ratio of the spin‐triplet state are formed in the blend of symmetric NFA, resulting in a much lower non‐radiative voltage loss in corresponding OSCs. This study reveals the distinct advantages of symmetric NFAs in both aggregate properties and exciton/charge dynamics over those of asymmetric ones, paving the way for developing high‐performance OSCs using easier‐to‐prepare, low‐cost symmetric materials.
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